Устройство автомобильного колеса — Энциклопедия журнала «За рулем»

Устройство автомобильного колеса:
1 — шина;
2 — обод;
3 — ступица

Колесо автомобиля состоит из пневматической шины, обода, соединительного элемента (диска), ступицы и пневматических шин.
В зависимости от конструкции обода и соединительного элемента колеса могут быть разборными и неразборными, дисковыми и бездисковыми. Ступица колеса обеспечивает его свободную установку на оси автомобиля.

Неразборное колесо с глубоким ободом

Обод служит для соединения шины с колесом. С этой целью ему придается специальная форма. Колесо в сборе должно быть сбалансировано, балансировочные грузики крепятся к ободу с помощью пружинных зажимов или клея. На большинстве легковых автомобилей и грузовых небольшой грузоподъемности используются глубокие, неразборные ободья.
Глубокий обод жестко соединяется с диском, который служит для крепления колеса к ступице с помощью болтов или гаек со шпильками. Полки глубокого обода имеют конусную форму для плотной посадки шины на обод. Угол наклона полок составляет, как правило (5±1)°. Полки обода заканчиваются закраинами, имеющими определенную форму и служащих боковыми упорами для шины.

Расстояние между закраинами называется шириной профиля обода. В средней части обода имеется углубление, необходимое для облегчения монтажа и демонтажа шины на обод. Это углубление (ручей) может быть расположено симметрично относительно плоскости колеса или со смещением.

Размеры и профиль обода регламентированы соответствующими стандартами. На каждый обод наносится соответствующая маркировка, из которой можно узнать размеры и профиль. Основные размеры обода, ширину профиля и диаметр, как правило, все изготовители указывают в дюймах, за исключением компании Michelin, которая применяет для этого миллиметры.
Пример маркировки: 5J × 13h3 ET 30, где:
5 — ширина обода в дюймах;
13 — диаметр обода в дюймах;
J и h3 — конструктивные особенности профиля обода;

ET 30 — вылет (от немецкого слова Einpresstiefe — ET) 30 мм.

Положительное (а) и отрицательное (б) плечо обката управляемого колеса

Вылет колеса (выступ) является важным параметром. Любое колесо должно «охватывать» ступицу, к которой оно крепится, потому что центр пятна контакта шины с дорогой смещается относительно вертикальной оси, проходящей через центр ступицы на небольшую величину, которая рассчитывается при конструировании подвески и рулевого управления автомобиля.
Величина вылета особенно важна для управляемых колес, потому что положение пятна контакта относительно оси поворота колеса играет важную роль в определении характеристик поворота автомобиля.

Неразборные колеса с глубоким ободом обычно центрируются на ступице с помощью центрального отверстия. Если диаметр центрального отверстия больше, чем у посадочной части ступицы, то центрирование осуществляется по коническим (или сферическим) поверхностям в отверстиях диска, предназначенных для крепления болтами или гайками. Иногда для лучшего центрирования и облегчения монтажа используют пластмассовые кольца, которые устанавливаются перед монтажом колеса на ступицу в центральное отверстие диска.

Колесные диски легковых автомобилей изготавливаются штамповкой из стали с последующей сваркой обода и диска или из легких сплавов (алюминиевых или магниевых). Наиболее прочные колеса из легких сплавов — кованые. Они имеют мелкозернистую структуру и высокую прочность при малой массе. Легкосплавные колеса дороже стальных, но эстетически привлекательнее. Колеса изготавливались и из композитных материалов: например, еще в 70-е гг. фирма Citroёn выпускала армированные углепластиковые колеса, которые весили в два раза меньше металлических. Однако из-за высокой стоимости таких колес они устанавливаются только на дорогих спортивных автомобилях.

Конструкция разборного обода грузового автомобиля:
1 — закраина;
2 — обод;

3 — разрезная часть обода;
М — ширина обода;
D — диаметр обода

Разборные ободья применяют для колес большинства грузовых автомобилей и автобусов. Разборные ободья могут быть дисковыми и бездисковыми. Наиболее часто используются разборные ободья с коническими посадочными полками.

Бездисковое колесо, его общий вид (а) и крепление колеса (б):
1 — секторы колеса;
2 — ступица;
3 — крепление;
4 — шпилька;
5 — гайка

Шины грузовых автомобилей имеют большие размеры и высокую жесткость, поэтому монтаж таких шин на неразборные ободья затруднен. Разборные ободья позволяют облегчить эту задачу. Для некоторых шин грузовых автомобилей большой грузоподъемности применяют разборные ободья с распорными кольцами. Такие ободья состоят из двух частей, соединяемых между собой болтами. Такая конструкция надежно удерживает шину на колесе независимо от значения давления воздуха в шине.
Ступицы колес изготавливают из стали или ковкого чугуна. К ним крепятся элементы тормозных механизмов, диски и барабаны. Ступица устанавливается на подшипниках, которые должны воспринимать не только радиальные, но и осевые усилия от действия боковых сил. В ступицах устанавливают конические роликовые или шариковые радиально-упорные подшипники.

В подшипники колес закладывается смазка, выдерживающая высокие температуры. Для предотвращения вытекания смазки и попадания грязи подшипники уплотняются сальниками.

Подробнее о колесном диске — в главе Колесный диск

Колесо (автотранспорт) — Википедия

Автомобильное колесо (в соответствии с действующим ГОСТом РФ) — в просторечии «Колёсные диски»

См. также другие значения термина Диск

Автомобильное колесо является неотъемлемой частью автомобиля и совместно с шиной представляют собой движитель колёсного транспортного средства.

Автомобильное колесо за последние 100 лет претерпело немало изменений, от деревянных колёс до композитов и сверхпрочных сплавов. Первые европейские автомобили были оборудованы спицевыми колёсами аналогичными велосипедным, но эти колёса оказались недостаточно прочными. Первый американский массовый автомобиль Ford Model T выпускался с 1908 по 1927 год с деревянными колёсами. В 1927 году они были заменены на стальные. В 1960-х годах большую популярность получили магниевые диски, лёгкие и прочные диски из сплавов магния изначально были созданы для гонок, но постепенно вышли на массовый рынок. Позже место магниевых дисков заняли более тяжёлые, но более дешёвые в производстве литые алюминиевые диски. На данный момент большинство дилеров выпускает автомобили со стальными (бюджет-эконом вариант) либо литыми алюминиевыми дисками. Кованые диски из сплавов магния по-прежнему используются для гоночных автомобилей, включая Formula 1.

• 

  Деревянный диск автомобиля Паккард начала 20-го века

• 

  Спицованный диск начала 20-го века

• 

  Классический стальной диск 70-х годов производства

• 

  Литой алюминиевый диск 90-х годов производства на Феррари

Спицевое колесо[править | править код]

В настоящее время его носителями являются только велосипеды и некоторые мотоциклы. Достоинства спицевых колёс в их высокой энергоёмкости (амортизирующей способности), к недостаткам можно отнести высокую трудоёмкость в производстве колёс и невысокую точность геометрии колеса. Также спицевые колёса можно встретить на выставочных автомобилях или ретро-карах.

Классическое стальное (штампованное) колесо[править | править код]

Cтальной колёсный диск

Является наиболее распространёнными и дешёвым типом колёс в мире, выполняется как правило из листовой стали, довольно прочно, зарекомендовало себя во всех видах транспорта. Преимуществом таких дисков является то, что они подлежат ремонту в случае деформации. Из недостатков отмечается излишний вес. На автомобильные стальные колёса ввиду скромности их дизайна часто устанавливают декоративные колпаки^[en].

Колёса из лёгких сплавов[править | править код]

Колёса из лёгких сплавов (в большинстве случаев алюминиевых) можно поделить на три категории (по технологии производства): литые, кованые и комбинированные (сборные).

• 

  Литой алюминиевый диск

• Кованый диск покрашенный в красный цвет

Основные преимущества легкосплавных колёс перед стальными:

• геометрическая точность,
• меньший вес (как правило),
• улучшенное отведение тепла от тормозных систем,
• разнообразие дизайна колёс.

Eсли стальное колесо типоразмерности 5Jx13 имеет массу 5,5 кг, то легкосплавное литое — около 4,8-5 кг, а кованое — около 4,2-4,5 кг (взвешивание колёс ВАЗ-21099 произведено в испытательной лаборатории компании K&K в 1999 г.). Технически уменьшение массы колеса означает снижение массы неподрессоренных частей и сил инерции. Благодаря этому оно легче «отрабатывает» неровность поверхности дорожного полотна, что даёт более чёткую реакцию подвески автомобиля. В свою очередь улучшается контакт автомобиля с дорогой и его управляемость. Снижение инерционности, соответственно, увеличивает ресурс самого транспортного средства, повышает тормозную и разгонную динамику и как следствие снижает расход топлива.

Литые колёса[править | править код]

Литые изготавливаются методом отливки в форму. Используются как правило алюминиевые, магниевые и очень редко титановые сплавы. После отливки в ряде случаев проводят термообработку отливок (для улучшения механических свойств колеса). Свой конечный вид колесо получает после механической обработки и покраски. По стоимости — это самый окупающийся вид производства легкосплавных колёс.

• 

  Алюминий-магниевый диск фирмы Alcoa на автомобиле MAN TGL

• 

  пример профильной проекции диска.

Кованые колёса[править | править код]

Кованые колёса изготавливаются методом энергоёмкой горячей штамповки. Готовая поковка проходит обязательную термообработку (процесс закалки и старения). Конечный вид диск получает после механической обработки и покраски. По стоимости это один из самых дорогих видов производства легкосплавных колёс (поковка может иметь массу до 25 кг — выход одного колеса 5 кг плюс большие энерго- и трудозатраты).

Комбинированные колёса[править | править код]

Тип колёс, который состоит как правило из двух и более частей. Каждая из которых может быть выполнена по разным технологиям (пример: спицы — алюминиевый сплав, литьё. Обод — титановый прокат, вальцовка.). Спицевое колесо тоже относится к данному типу.

• 

  Сборно-разборные диски с креплением на центральной гайке

• Снятый диск без шины

Композитные колёса[править | править код]

В настоящее время композитные колёса стоят на некоторых велосипедах и спорткарах. Широкое распространение этого типа ограничено их высокой стоимостью.

Бездисковые колёса[править | править код]

Устройство обода[править | править код]

На велосипедах, мотоциклах и легковых автомобилях обод неразборный. При монтаже шины она преодолевает закраины обода за счёт своей эластичности. Для облегчения монтажа посередине обода делают углубление — «ручей» (может быть расположен симметрично или несимметрично). Когда один борт шины задвигается в ручей, противоположный борт поднимается над закраиной обода.

На грузовых автомобилях используют разборный обод. Одна из закраин обода снимается, что позволяет задвинуть шину на обод или, наоборот, снять шину с обода. После установки шины съёмная закраина фиксируется запорным кольцом.

При использовании шин сверхнизкого давления необходимы дополнительные устройства, чтобы механически зажать борта шины и, таким образом, исключить возможность проворачивания шины относительно обода или её случайной разбортовки во время движения.

Крепление колеса производится посредством резьбовых соединений к колёсной ступице:

• Снятый диск без шины с креплением на 5 болтов или гаек.

• 

  Диск Мерседеса,прикрученный на 5 болтах

Используются как правило многоточечные крепления (исключение составляют спорткары, и автомобили эксклюзивных моделей).

Все колёса имеют стандартную маркировку параметров, независимо от того, какое это колесо легкосплавное (литое) или стальное (штампованное). Например, 6,5J×16h3 PCD 5×114,3, Offset48 или ET48 DIA67,1.

• 6.5 — Монтажная ширина обода колеса в дюймах.
• J — Профиль обода колеса (пример: JJ, C, CH, HJ и т. д.).
• h3 — количество «хампов» (HUMP) Количество кольцевых выступов на ободе колеса вдоль закраин (предназначены для предотвращения схода шины с посадочных мест, при увеличении боковых сил).
• 16 — Монтажный диаметр обода колеса в дюймах.
• LZxPCD 5×114,3 — Количество крепёжных точек (в данном случае 5×). И диаметр окружности (Pitch Circle Diameter), на которой расположены центры крепёжных отверстий, (в данном случае 114,3 мм). У дисков с четырьмя крепёжными отверстиями PCD измеряется как расстояние между центрами противоположных отверстий. У дисков с пятью крепёжными отверстиями измеряется расстояние между центрами самых дальних по отношению друг к другу отверстий и умножается на коэффициент 1,051.
• ET48 (или Offset 48) — (ET-EinpressTiefe) Вылет (вынос) привалочной плоскости колеса (плоскость, которой колесо прижимается к ступице) относительно оси симметрии обода. Вылет бывает как положительный, так и отрицательный (пример: ЕТ40 — легковой автомобиль, ЕТ-4 «Джип») измеряется в мм. В данном случае он равен 48 мм.
• DIA67,1 — (DIA) Диаметр центрального отверстия, которое отвечает за центровку всего колеса в сборе на ступице автомобиля. Измеряется со стороны привалочной плоскости. В нашем случае равен 67,1 мм.

Многие производители колёс делают DIA большего диаметра, а для центровки на ступице используют переходные кольца (адаптеры).

Дополнительная маркировка[править | править код]

• 0407 — Дата изготовления. Как правило год и неделя. В данном случае информация означает что диск выпущен в 4 неделю 2007 года.
• SAE, ISO, TUV — клеймо контролирующего органа. Маркировка свидетельствует о соответствии колес международным правилам или стандартам.
• MAX LOAD 2000LB — обозначение максимальной нагрузки на колесо (обозначают в килограммах или фунтах). В данном случае он равен 2000 фунтов (908 кг)
• MAX PSI 50 COLD — обозначение максимального давления в шине. В данном случае давление не должно превышать 50 фунтов на квадратный дюйм (3,5 кгс/кв.см), COLD (холодный) указывает, что измерять давление следует в холодной шине.

Так называемая балансировка не проводиться на разобранном диске т.к. это не эффективно. Соотношение масс резины и диска должны определяться только в сборе и конечная балансировка проводится в собранном виде и с выставленным номинальным давлением. А так же балансировка должна проводиться с использованием фланцевого адаптера т.к. она увеличивает точность балансировки.

Качественные колесные диски производятся далеко не в каждой стране. Причем структура производств этих изделий заметно отличается .Например если в Германии или Италии это производители автозапчастей, то в России это металлургические заводы, занятые первичной выплавкой, а также переплавкой металлов. Впрочем Россия в этом плане не совсем одинока ибо например наиболее крупным производителем литых дисков в США является компания Alcoa, которая одновременно является крупным производителем первичного алюминия. Так же имеют ценность диски фирмы Zinik, которые изготавливают диски для премиальных автомобилей. В России производством дисков занимается Саянский и Красноярский и другие алюминиевые заводы, а также крупнейший в мире завод титана ВСМПО.К примеру в Германии производителями такой продукции являются моторостроительная компания AMG и производители автозапчастей такие как BBS и Lorinser. В Италии так же подобную продукцию производят такие фирмы как например MOMO^[1] ,которые производят тюнинговые запчасти.

В XXI веке появились легкосплавные диски, выполняемые по воле заказчика. На них может быть нанесен определённый узор, они могут быть покрашены в соответствующие заказу цвета, разные украшения, а также вращающиеся колпаки. Но простор для творчества ограничен сохранением физических свойств, необходимых для диска.

• 

  Типичный пример кражи колес на автомобиле Ford Focus

В некоторых случаях комплект дисков может стоить даже дороже всей машины если эта машина сравнительно дешёвая. Допустим диски, сделанные на заказ для S-класса могут стоить порядка 20000 евро, при том что стоимость нового Мерседеса S-класса составляет порядка 100000 евро. По этому при невозможности угона такой машины могут украсть сами диски, а покупателем краденого имущества чаще всего оказывается владелец либо подобной машины, либо другой машины, на которой колеса соответствуют типоразмерности. То есть хорошие диски могут представлять собой значительную часть стоимости всей машины.

Есть и более примитивные случаи, когда воруют самый обычный железный диск с самой обычной шиной, продавая его за копейки в ближайший шиномонтаж. Как правило это происходит с грузовиками как европейского так и американского типа. Но если речь идет о машине европейского типа, где пока ещё преобладают стальные диски, основной целью кражи является шина, то при краже колеса с грузовика американского типа целью кражи чаще всего является сам диск, так как он выполнен из легкого алюмо-магниевого сплава и кроме того менее распространен в России по этому даже на вторичном рынке стоит значительно дороже.

Меры защиты[править | править код]

Для защиты от кражи колес применяется так называемая «секретка» или «обманный болт» или же «обманная гайка» в зависимости от типа крепления. Такие болты или гайки имеют специальную головку, которая доступна только одному или нескольким пользователям. Таким образом открутить такой болт или гайку обычным ключом невозможно, но умелые колесокрады чаще всего срезают такую гайку вместе со шпилькой, если конечно туда можно подобраться болгаркой не повредив сам диск . Но в противном случае «секретка» чаще всего защищает диск от кражи хотя бы потому что болт закручивается внутрь самого диска и болт или гайку невозможно срезать не повредив сам диск. В то же время при потере спецголовки для откручивания «секретки» можно столкнуться с проблемой так как сам владелец не сможет поменять колесо.

Колесо автомобиля

Колеса – составляющие ходовой части, обеспечивают связь автомобиля с дорогой, причем это единственные элементы в конструкции машины контактирующие с дорожной поверхностью. Основная функция колес – обеспечение движения авто. Именно они за счет взаимодействия с дорожным полотном преобразуют вращение, полученное от силовой установки и трансмиссии, в перемещение автомобиля.

Назначение, функции

В целом, колеса автомобиля делятся на три категории, в зависимости от выполняемой ими функции, — ведущие, управляемые, поддерживающие. На ведущие колеса подается вращение и благодаря контакту с дорогой они заставляют автомобиль двигаться. Но в процессе передвижения авто необходимо изменять направление движение, маневрировать и за это отвечают управляемые колеса.

Грузовые авто предназначены для транспортировки грузов и для снижения нагрузки на ведущие и управляемые колеса, в конструкцию ходовой части добавлены поддерживающие. Они не приводят в движение авто, не участвуют в обеспечении маневрирования, их задача – принятие части нагрузки «на себя».

В легковых авто используется 4 колеса, в грузовиках же их количество может достигать и 12, а в спецтехнике – до 24. Примечательно, что на грузовиках обычно колеса разделены по категориям – одни из них ведущие, вторые – управляемые, остальные – поддерживающие.

Привод легковых автомобилей

Что касается легкового транспорта, то у них используемые виды колес автомобиля могут делиться как по назначению, так и быть совмещенными. К примеру, в заднеприводных моделях колеса, установленные на задней оси – ведущие, а на передней – управляемые. А вот в переднеприводных версиях – колеса передней оси являются одновременно и ведущими, и управляемыми, задние же выполняют лишь поддерживающую функцию.

Требования к колесам. Составные элементы

Конструкция этих составляющих ходовой части включает в себя два компонента – диск и шину. Но несмотря на это, устройство колеса автомобиля – достаточно сложное и к ним выдвигается немало требований:

• быть прочными;
• обеспечивать хорошее сцепление с дорожным покрытием;
• надежно крепиться к ходовой части;
• поглощать воздействия от мелких неровностей дороги;
• служить длительный срок.

Колесный диск выступает в качестве посадочной основы для шины и одновременно обеспечивает крепление колеса к ходовой части. На эту составляющую воздействуют значительные нагрузки во время движения, поскольку они первые принимают на себя колебания от неровностей дороги и передают их на подвеску.

Диск

Колесный диск состоит из двух элементов – самого диска и обода. Выпускается четыре вида автомобильных дисков – стальные сварные (штампованные), цельнолитые (легкосплавные, кованные), комбинированные и композитные. В первом виде диск и обод – два разных элемента, соединенных между собой при помощи сварки. В литых дисках его составляющие – единая неразъемная конструкция.

Третий тип – это так называемые комбинированные или разборные диски, бывают двух- или трехсоставными. Являются лучшими дисками по всем характеристикам, поскольку центральная секция обычно выполняется литой и соответственно можно получить любой дизайн, а обод выполняется методом штамповки. Четвертый и самый редкий тип – композитные, стоимость их просто запредельная из-за сложной технологии производства и поэтому увидеть их можно только на спорткарах.

Диск – элемент обеспечивающий крепление колеса. Для этого в нем по центру проделано посадочное отверстие, по окружности которого расположены крепежные отверстия. Количество крепежных отверстий на легковых авто варьируется от 3 до 5, на грузовых же их обычно 6-8. Фиксация диска на ступице осуществляется либо болтами, либо шпильками с гайками.

Конструкция литого диска

Обод предназначен для установки шины. Он обладает сложным поперечным профилем, которое необходимо для правильной и надежной посадки ската. Если рассматривать обод в профиль, то он имеет ступенчатую форму.

Центр обода представлен в виде утопленной площадки, к которой примыкается диск. С обоих сторон от центра сделаны ступеньки, которые сформированы кольцевым выступом (хампом), полкой и бортом.

Хамп предназначен для фиксации шины в ободе и предотвращает ее уход к центру обода. Полка выступает в качестве посадочной площадки для борта ската. Борт обода удерживает шину на полке и не дает ей «слезть».

Отметим, что это самый распространенный тип диска. Но на грузовых авто и спецтехнике можно встретить иные виды дисков авто – с фиксирующим кольцом, разборные (диск состоит из двух половин, стягивающихся болтовым соединением).

Устройство шины

Шина – вторая составляющая колеса. Она также обладает достаточно сложной конструкцией, поскольку в ее задачу входит обеспечение сцепления с дорожным полотном, принятие и гашение колебаний от мелких неровностей, удержание веса. Для выполнения своих функций шина должна быть прочной, но при этом и эластичной. Отметим, что шина является своего рода оболочкой, которая заполняется наполнителем – воздухом или специальными газами.

Шина состоит из эластичного радиального каркаса, задающего форму изделию, на который последовательно нанесены резиновая прослойка, брекер (силовой металлический корд), бандаж из нитей (капроновый корд) и протектор. По внутренней окружности радиальный каркас формирует посадочный борт шины, в который для жесткости установлено проволочное кольцо.

Одна из схем шины

Видимыми элементами шины являются протектор, выступающий в качестве основной рабочей поверхности (он контактирует с дорожным полотном) и боковины. Переход между этими элементами получил название – плечо.

Для обеспечения сцепления с дорогой, протектор обладает сложным узором, который формируется ребрами, блоками с канавками и ламелями.

Разновидности шин

Поскольку автомобили эксплуатируются при разных дорожных условиях, то производителями выпускаются различные виды шин автомобиля. Это позволяет обеспечить оптимальные ходовые качества при тех или иных условиях. Достигаются необходимые показатели двумя факторами – материал изготовления и рисунок протектора.

В целом, все выпускаемые шины можно разделить на две категории по таким критериям как сезонность использования и характер дорожного полотна.

По сезонности использования шины делятся на:

1. Летние
2. Зимние
3. Всесезонные

При изготовлении летнего варианта используется твердая резина, что обеспечивает отличное сцепление с дорогой. Предназначены они для использования по твердому сухому покрытию.

Зимние делаются мягкими чтобы в условиях пониженных температур обеспечивалась должная эластичность изделию. Также такие шины отличаются глубоким рисунком протектора. Помимо этого, многие модели оснащаются стальными шипами, обеспечивающими хорошее сцепление колеса на ледяной поверхности.

Что касается всесезонных шин, то в мире такой тип используется только в некоторых северных странах. Эти шины делаются из резины средней жесткости, что обеспечивает приемлемое сцепление с дорогой летом и сохраняет эластичность зимой.

Что касается типов шин, разделяющихся по характеру дорожного полотна, то они делятся на:

1. Дорожные
2. Внедорожные
3. Универсальные

Дорожный вариант предназначен для использования на твердом покрытии. Внедорожные шины, отличающиеся более развитым протектором с сильными грунтозацепами, позволяют передвигаться на рыхлых поверхностях – песок, грязь. Универсальные же совмещают в себе качества дорожных и внедорожных шин.

Помимо этих двух критериев шины можно разделить еще по одному критерию – рисунку протектора. Он бывает симметричным, направленным и ассиметричным.

Симметричные шины обладают хорошими ходовыми качествами на сухой поверхности и имеют рисунок, который позволяет устанавливать колеса любым способом (менять местами, перекручивать на 180 град.).

Направленный рисунок обеспечивает самые лучшие ходовые качества в условиях движения по мокрой поверхности, но их ставить нужно только в строго определенном направлении.

Ассиметричные шины отличаются тем, что одна часть протектора обладает направленным рисунком, а вторая – симметричным. Это обеспечивает таким колесам неплохие показатели во время движения как по сухой, так влажной дороге.

Напоследок отметим, что при своей внешней простоте колеса автомобилей играют очень важную роль в обеспечении безопасности движения, поэтому подходить к их выбору следует очень тщательно.

Устройство автомобиля — познаем то, на чем ездим

Так оказалось, что управлять каким-либо механизмом, не зная как он устроен, попросту невозможно. Предлагаю вашему вниманию ознакомиться с устройством автомобиля. В механику вдаваться не буду, а лишь расскажу общие принципы устройства. Заметка пишется как вводная для группы заметок об устройстве автомобиля.

Кузов

Кузов это та делать, на которой держатся все остальные детали. Кузова бывают трех конструкций:

1. Рамная
2. Несущая
3. Скелетная

В рамной конструкции все детали автомобиля держатся на раме, которая выглядит как две паралельных «рельсы» соединены поперечинами. Такая конструкция достаточно тяжелая, но при этом достаточно прочная. Рамная конструкция характерна для тяжелых грузовиков и джипов.

В несущей конструкции кузов выполнен в виде своеобразной «ванной», спереди к которой прикреплены две балки, которые называются лонжероны. На лонжеронах висит двигатель и подвеска — да в общем вся передняя часть. Внутри самой ванной расположен салон автомобиля. Вес при этом ниже, чем у рамной конструкции, но это в ущерб прочности.

В скелетной конструкции кузов сварен из своеобразных «косточек». При этом фактическая его прочность будет ниже, чем у несущей и рамной конструкции, однако при таком подходе у инженеров появляется простор для создания областей программируемой деформации. Еще одним преимуществом скелетной конструкции является малый вес, от которого в свою очередь зависит расход топлива. При достаточно серьезном ДТП кузов может повести гораздо раньше, чем несущую конструкцию и тем более рамную. Если кузов повело, машину уже не починить.

То, что было описано выше называется остовом кузова(фундамент, основание). К остову приварены различные дуги, на которые в последствии будут прикреплены двери, крылья и крыша. Так же к остову и лонжеронам крепится двигатель и подвеска автомобиля.

Подвеска

Как уже было написано ранее, подвеска колес крепится к остову кузова и лонжеронам. Общего правила крепления подвески не существует. Можно только выделить, что передняя подвеска крепится к лонжерону сверху и к подрамнику снизу, который в свою очередь прикреплен к остову кузова и лонжеронам.  Передняя подвеска на современных автомобилях, как правило, имеет рычажный тип, тоесть с одной стороны крепится к кузову через специальные резиновые детали, которые именуются сайлент блоки. Как понятно из названия, задачей сайлент блока является снижение уровня шума при работе подвески. Сайлент блок похож на цилиндт, в центре которого просверлено отверстие и вставлена металлическая втулка. Именно эту втулки и крепят к кузову. Снаружи же сайлент блок обнимает кольцом ухо рычага. Таким образом толстый слой резины становится посредником между кузовом и повеской. С другой стороны рычагов находится шаровый наконечник. Похож он на чупачупс, который вставили в полусферу с отверстием для палочки, а с другой стороны затянули другой полусферой. В итоге «чупачупс» оказался внутри сферы, из которой торчит только палочка. Понятно, что двигая шарик за палочку, он будет крутиться. На конце палочки нарезана резьба, которой рычаг притягивают к стойке или поворотному кулаку. К стойке же или поворотному кулаку крепится колесо и тормозная система.

Задняя подвеска бывает зависимая(в этом случае задние колеса очень плотно друг с другом связаны и совершают похожие движения по вертикали), полузависимая(в таком случае связь между колесами не так сильна и они в определенных пределах могут двигаться независимо друг от друга) и независимая(как понятно из названия, задние колеса никак не связаны друг с другом и могут совершать несинхронные движения). Однако даже самую сильную независимость сглаживает специальная деталь — стабилизатор. Его задачей является синхронизация колес в случае кренов. Если машина начала кренииться налево, при этом левое колесо уходит глубже в арку, а стабилизатор тащит туда же правое колесо, что препятствует крену и дальнейшему перевороту автомобиля. Стабилизаторы ставятся на передние подвески, а так же на задние подвески, если задняя подвеска независимая. Это был стабилизатор крена. Есть так же поперечные и продольные стабилизаторы, задачей которых является удерживать ось в продольном или поперечном положении(другими словами, чтобы сразу пара колес не пыталась сдвинуться вперед или в бок относительно кузова).

Передние и задние колеса упираются сверху в пружины (пружины могут быть или обычные спиральные или ряд пластинок, именуемый ресорами, или эластичные пластинки, которые работают на скручивания, называемые торсионами ), которые создают мягкость автомобиля. В противовес пружинам, чтобы предотвратить их раскачивание и резкое проседания в глубоких кочках ставятся амортизаторы. Задача амортизатора не дать раскачаться колесу, а так же ограничить резкость вертикальных движений.

Двигатель

Если рассказывать примитивно, то двигатель устроен просто. Есть ряд поршней которые то поднимаются то опускаются. При этом они прикреплены к валу(грубо говоря оси) хитрой коленчатой формы. При взрыве топлива внутри камеры сгорания, когда поршень обязательно находится в самой верхней точки своей траектории, воздух начинает расширяться и таким образом толкает поршень вниз, а поршень при этом крутит свой коленчатый вал. Вот и весь двигатель)

К коленчатому валу прикрепляется большая тяжелая шестеренка, которая называется маховик. На самом деле это диск, по краю которого расположены зубцы. Потому он и похож на шестеренку. Сам маховик нужен для того, чтобы сохранять энергию вращения двигателя между взрывами в камере сгорания. А зубцы нужны для того, чтобы электромотор (стартер) в момент запуска двигателя мог расркутить маховик и дать начало серии взрывов внутри камеры сгорания. Как только двигатель начинает крутиться быстро, стартер отключается.

Трансмиссия

Вот и двигатель у нас крутится, но диапазон оборотов двигателя достаточно ограничен, ровно как и его мощность, поэтому, чтобы разогнать автомобиль, необходимо сначала сделать упор на силе, передаваемой колесам, а потом на скорости. Вот тут коробка передач и пригождается. Вспомните курс физики, когда маленькая шестеренка крутила большую. Приложив к маленькой шестеренке диаметром 1 сантиметр силу 1 килограмм, и передавая эту силу на шестеренку диаметром 5 сантиметров, на валу(оси) большой шестеренки мы получил силу 5 килограмм(расчеты и цифры взяты грубо приблизительно, чтобы показать порядки). Можно еще сказать что передаточное число равно 1/5. Это будет первая передача. Однако на первой передаче на один оборот маленькой шестеренки будет приходиться примерно 1/15 оборота большой. Тоесть крутим ось второй шестеренки медленно но сильно. Первая шестеренка, как уже можно догадаться это условно наш маховик. Но маховик же большой, куда еще больше шестеренку то — спросите вы. Да. Я уже говорил, что маховик служил лишь для сохранения энергии вращения двигателя. Однако у него есть еще одна функция. К нему прижимается диск сцепления, в который вставлена как раз ось маленькой шетеренки. Эта ось называется первичный вал. Ось второй шестеренки это вторичный вал. На вторичном валу находится несколько шестеренок разного размера. Это и есть вторые шестеренки. Разным размер нужен для разных передаточных чисел и для управления соотношением сила/скорость. Переключая передачи, маленкая шестеренка переходит с одной шестеренки вторичного вала на другую. Чем меньше вторая шестеренка, тем выше передача(так как выше передаточное число). Вторичный вал жестко сцеплен с колесами. Однако в повороте внешние колеса проходят большее расстояние, чем внутренние. Если левые и правые колеса будут сидеть на одной шесткой оси, в повороте будет повыенный износ резины, а так же снижена управляемость автомобиля. Чтобы этого избежать, в цепь между колесами и коробкой передач включен специальный механизм, именуемый дифференциал. Дифференциал передает вращение двигателя на то колесо, которое легче крутить, в итоге внешнее колесо будет вращаться быстрее, чем внутреннее. Кстати, благодаря дифференциалу, достаточно заехать в глубокую ямку одним ведущим колесом можно в принципе лишиться возможности передвигаться, так как проще всего буде крутить то колесо, которое висит, а все остальные будут стоять на месте. Чтобы этого избежать, инженеры придумали блокировку дифференциала, или другими словами жесткое соединение левого и правого колес одной оси. Если машина полноприводная, то между осями так же есть дифференциал, но логика его работы несколько сложнее и у всех машин разнится. Однако если вывесить одно колесо полноприводного автомобиля, можно так же лишься возможности двигаться и тут так же может пригодиться блокировка меж осевого дифференциала.

Ну и осталось по трансмиссии рассмотреть только способ передать вращение с дифференциала на колеса. Колеса на ямках прыгают, а ось должа передавать вращение жестко. Для этого ось разделили на приводные валы(по сути это круглая палка), на концах которой находятся детали, называемые гранаты(справедливо для передних ведущих колес и задних колес с независимой подвеской). Граната это скорее сленг, правильное же название трипоид или шрус. Это два разных узла. Принцип работы одинаков(два цилиндра один внутри другого), но у трипоида между цилиндрами находятся ролики(или роликовые подшипники), а у ШРУС(шаровая равных угловых скоростей) шарики. У шрус больший угол поворота по сравнению с трипоидом, поэтому как правило трипоиды ставят с внутренней стороны оси или на задних колесах (если они не подруливают и имеют небольшой диапазон вертикальных колебаний). Трипоиды более надежны, но имеют бОльшие ограничения по сравнению со шрусом.

 

Вот такой автомобиль уже условно может ехать. Если есть вопросы — не стесняйтесь, задавайте.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Можно ли ездить, если в шине саморез

Сначала давайте разберемся, что такое автомобильная шина. Это резиновая часть автомобильного колеса, которая должна обеспечивать хорошее сцепление с дорогой, снижать вибрацию и удары во время движения, а также обеспечивать плавность хода на дороге. Во время езды в протектор шины попадают камни, стекла и другие предметы. И если особой проблемы с небольшим камешком не будет, то другим серьезным врагом водителя, являются гвозди и саморезы. Именно эти и другие острые предметы могут стать головной болью автомобилиста.

В данном случае, когда в колесе застревает подобный острый металлический предмет, может быть два сценария. В первом сценарии острый предмет сразу приводит к тому, что колесо полностью спускает или очень плохо держит давление. В этом случае, понятно, что надо незамедлительно отправляется на шиномонтаж. Во втором случае, гвоздь или саморез глубоко вошёл в покрышку, но колесо продолжает держать нормальное давление. И тут возникает два вопроса. Можно ли в данной ситуации эксплуатировать автомобиль и если да, то как долго можно это делать?

Если автолюбитель обнаружил, что в колесе его машины застрял инородный предмет, но само колесо держит давление или очень медленно спускает, то ни в коем случае не стоит вытаскивать этот предмет самостоятельно. Если вытащить этот предмет, то колесо спустит очень быстро и накачать его будет проблематично или попросту невозможно. Поэтому ничего не трогаем, а проверяем давление и если необходимо, то подкачиваем. Причем подкачивать колесо следует до нормы установленной автопроизводителем.

Если вдруг автомобилист имеет ремкомплект и желает справится с проблемой самостоятельно, то в таком случае следует сначала полностью спустить колесо, затем извлечь инородный предмет, а после провести ремонт шины. Но на практике редко кто может проделать такую работу, ведь демонтаж колеса требует серьезных усилий, да и ремкомплект у водителя сегодня крайне редкое явление.

Как обнаружить прокол саморезом?

Очень часто попав в колесо, саморезы или гвозди практически не проявляют своего присутствия. Давление может падать очень медленно, в итоге водитель обнаруживает проблему только когда шина присядет или саморез обнаружится случайно. Но надо отметить, что некоторые автомобили оборудованы датчиками давления в шинах и системами контроля за вращением колес. Эти приборы позволяют понять, что с колесом что-то не так и обратить на них пристальное внимание.

С одной стороны такие датчики и системы контроля очень помогают, с другой они часто ошибаются, когда падает сцепление с дорогой или резко меняется температура окружающей среды. Из-за этого автомобилисты часто начинают пренебрегать этими данными. Но этого делать не следует, лучше всё-таки обращать внимание на такие сигналы. Не лишним будет привычка осматривать колеса после поездок. Это не значит, что после каждого перемещения следует вооружившись лупой исследовать шину, но перед тем как оставить автомобиль на ночь, можно бегло осмотреть свои шины. И если обнаружено инородное тело, то немедленно следует отправится на шиномонтаж.

Как долго можно ездить с саморезом в колесе?

Увы, но в данном случае рекомендаций быть не может. Дело в том, что автомобиль — это не место для развлечения, а средство повышенной опасности. И поэтому ездить с проколотым хоть и накаченным колесом, категорически нельзя, другое дело, что можно не знать о проколе. Поэтому, как только проблема обнаружена, следует моментально ее решать. Дело в том, что совершенно не известно, как поведет себя колесо в следующий момент, тем более, если вы будете мчаться по трассе. Возможно все обойдется, а возможно колесо может резко потерять давление. Подобный сценарий на большой скорости может привести к серьезной аварии.

Какая скорость допустима с гвоздем в колесе?

Как сказано выше, ездить с саморезом или гвоздем в шине нельзя. Но если давление держится или медленно теряется, то в принципе можно добраться до шиномонтажа. Конечно идеально, если поставить запасное колесо или докатку, но они есть не у всех, а значит можно попробовать добраться до мастерской на аварийном колесе. Если шиномонтаж далеко, то надо двигаться со скоростью не более 40 км/ч., и проверять или подкачивать колесо каждые три километра. Во-первых, небольшая скорость обеспечит вам безопасное движение и отсутствие сюрпризов, а во-вторых, чем выше скорость, тем быстрее будет спускать пробитое колесо. Важно помнить, что в некоторых случаях инородный предмет может просто непросто начать резать шину и на большой скорости это неминуемо приведет к заносу или потере управления. Причем даже если проколото заднее колесо — это не менее опасно.

Исключение.

Все понимают, что автомобильная покрышка довольно толстая. Бывают случаи, когда в нее проникает маленький саморез или гвоздик, который не прокалывает покрышку полностью. В таком случае его можно просто вытащить плоскогубцами, но тут надо быть уверенным, что длина острого предмета не превышает толщину покрышки. В любом случае, если есть какие-то сомнения на этот счет, то лучше перестраховаться и посетить мастерскую. Тем более, что поверка колеса на прокол не займет много времени и не будет стоить дорого.

Фото: 1gai. ru

Не забудьте подписаться на канал «Автоколонка» в Яндекс. Дзене. Мы намерены и дальше рассказывать нашим читателям то, что будет вас удивлять…

Читайте также:

Автомобилистам поднимут «коммуналку»

Ford решил покинуть рынок легковых автомобилей в РФ

Путешествие на автомобиле — плюсы и минусы

Что нужно знать об автомобильных маслах

Скажите , как правильно называть , ну как бы ось в автомобиле , которая крутит колеса? подробнее —>

Это называется граната. То что у колеса это наружная есть еще внутренняя, между ними кардан. При покупке обязательно бери еще тюбик масла шрус, стопорные кольца и пыльники не забудь.

может-полуось ?

Так и называются привод — правый и левый.

если на перднеприводной-то ПРИВОД.

на переднем приводе -это называется привод, на нем стоят наружняя и внутренняя шрусы или как их называют гранаты на заднем полуось

это называется шрусы

Правильное название — вал привода колеса (левого-правого) . На заднеприводных — полуоси (хотя в действительности это — полувалы)

привод колеса

Как научиться ездить на заднем колесе (wheelie)

1. Предмет обучения 

Вилли. По-английски – wheelie. Слово это изначально означает езду на заднем колесе на любом двухколесном транспорте, и, в общем-то, любым способом. Однако на MTB «вилли» называется езда на заднем колесе, при которой райдер сидит на сидушке и держит баланс наклоном тела, тормозом и кручением педалей. Трюк когда райдер едет на заднем колесе крутя педали стоя называется <гоп-стайл вилли>, хотя так тоже можно довольно далеко ехать (это актуально для триалистов – у них нет сидушек). 

2. Скорость

Сложно точно назвать скорость, с которой лучше всего учиться делать вилли. В принципе, для освоения это не так уж и важно, главное – не ставьте очень большую или очень маленькую передачу. Передача должна быть примерно такая, с какой вы обычно перемещаетесь по тротуарам – ну, или чуть легче. Обычно это в районе от 1-5 до 2-4 (однако, опять же, в других статьях советовали даже больше 2-4 – пробуйте все варианты). Учиться дергать нужно где-то с 10-12 км/ч – с места (или с маленькой скорости) делать вилли будет гораздо сложнее. 

3. Место

Естественно, поверхность должна быть ровная и без выбоин – по такой, даже умея, тяжело ездить. Учиться делать вилли гораздо легче в горку. Почему – описано ниже. Под горку не стоит даже пытаться – это будет только сбивать. 

4. Подготовка

Сразу оговорюсь – абсолютно все делаем, не отрывая пятой точки от седла. Толчковая нога – та, которая при обычной езде (при банике, при всех трюках) находится сзади (на ней удобнее прыгать на одной ноге и ее вы выставите, чтобы не упасть, если вас неожиданно толкнут в спину). Палец держим на заднем тормозе, тормоз должен быть хорошо настроен и отрегулирован – конечно, желательна гидравлика, однако на ви-брейках тоже можно запросто крутить вилли. Едем. Сгибаем руки в локтях, немного нагибаемся к рулю. Так едем до того момента, пока шатуны не будут параллельны земле (или под углом – так, что передняя нога ниже задней), а толчковая нога не будет находиться сзади. Если непонятно, объясню по-другому – начальное давление на педаль делает толчковая нога – для этого она должна находиться в «заряженном» состоянии, т.е. сзади или сверху. В этот момент делается рывок. 

5. Рывок

Из этого положения резко прокручиваем педали и, выпрямляя руки, дергаем вел назад.

Внимание: основное усилие делается на педали, корпусом просто перемещаем центр тяжести назад. Если сильно дергать руками, велосипед будет сильно колбасить, и удержать баланс будет сложнее. Во время обучения обращайте внимание на силу рывка – у новичков две основные ошибки: «перевыдерг» – вел выдергивается слишком сильно, байкер пугается и резко нажимает на тормоз (повторяться это может много раз) – и «недовыдерг» – вел выдергивается недостаточно, чтобы дойти до точки баланса, байкер едет на заднем, но недолго – из-за ускорения (об этом ниже). И то, и другое нежелательно. Старайтесь найти промежуточное состояние – в этом вся суть вилли.

6. Баланс

Руки во время вилли всегда прямые в локтях. Обычно дело обстоит так: начинающий райдер, проехав метра два, в последний момент сгибает руки и проезжает лишние полметра. Создаётся впечатление, что это помогло, и он начинает при любом маломальском завале вперёд гнуть локти, в итоге, вместо того, чтобы выровняться при помощи подкрута, и поехать дальше, он проезжает те же полметра (в лучшем случае) и переднее колесо опускается на землю. Крутим педальки. Клонит вперед – крутим быстрее (сильнее отклоняемся корпусом назад, сгибаем спину, съезжаем попой по сидушке), заваливает назад – притормаживаем (выгибаем спину, двигаемся попой на сидушке вперед, можно даже голову наклонить, главное – не сгибать руки! Это не поможет!). Важно научиться тормозить плавно, по чуть-чуть, чтобы не сразу опускать колесо на асфальт, а просто чуть-чуть снижать. Клонит вправо – выставляем левое колено в сторону, правое прижимаем к раме. Рулем и телом совершается поворот (который тоже участвует в балансе – чтобы не упасть вправо, мы вправо поворачиваем). Клонит влево – то же самое, но в другую сторону. На самом деле довольно сложно описать всю технику баланса, тут участвуют и тело, и колени, и переднее колесо, в общем, все, что только можно. Усвоить баланс поможет только практика. А когда вы научитесь хорошо делать вилли, вы сможете поворачивать и даже ездить кругами на заднем колесе. На видео можно хорошо рассмотреть, как райдер балансирует, чтобы не упасть влево/вправо.

7. Теория 

Очень важный момент: это тяжело объяснить на словах, но я попробую. Вот посмотрите на это художество:

 1 Велсипед едет на обоих колесах. Все усилие педалирования переходит в набор (или поддержание) скорости, и вел едет прямо. Основная ошибка новичков (после согнутых рук, конечно) – велосипед в таком положении будет ехать на заднем колесе, но недолго (если крутить педальки с постоянной силой и скоростью). Вначале вел немного поднимется, «покозлит», но, по мере набора скорости, колесо опустится, и поедете вы, как простой турист. Я не особо силен в физике, но думаю, что это происходит потому, что переднее колесо поднимается не за счет баланса, а только за счет крутящего момента от ускорения, т.е. чем сильнее ускоряетесь – тем выше поднимаетесь. Но ускоряться невозможно вечно, поэтому правильное вилли – это вилли с минимальным ускорением.

Правильное положение велосипеда для вилли. Так вы сможете ехать долго и устойчиво, потому что усилие, передаваемое на педали, будет большей частью идти на поддержание скорости, и лишь меньшей – на поднятие переднего колеса – и так будет гораздо легче держать баланс. Если переднее колесо поднимется еще чуть-чуть выше – то это уже будет тот же серф (мануал), только сидя (иногда это называют «вилли-серф»), т.е. можно будет просто катиться на заднем, не крутя педали (с горки, например). Дальше уже не расскажешь, нужна лишь практика. 

8. Заключение

Напоследок – соберем важные детали воедино:

1. поэкспериментируйте со скоростью – найдите наиболее удобную для рывка
2. только в горку!
3. не забывайте про тормоз – кроме того, что он участвует в балансе, он еще и спасет вашу спину и затылок
4. старайтесь выдергивать как можно плавнее
5. руки всегда прямые – помните об этом
6. не останавливайтесь на одном-двух оборотах педалей, продолжайте крутить как можно дольше – ноги так же участвуют в балансе, как и тело
7. чувствуйте тормоз – при нажатии на него колесо не должно сразу же биться об землю, оно должно лишь немного опускаться
8. 8) больше дрючьте, но меньше зацикливайтесь – как только чувствуете, что устали, и все перестало получаться – сделайте паузу, займитесь чем-нибудь другим 

Когда вы научитесь уверенно ездить на заднем колесе, можно начать учить фишки, связанные с вилли – one-hander, one-footer, no-footer, crankflip и т.д., но об этом – в других статьях. 

Катайте dh, и да прибудет с вами сила 🙂

Автор: Евгений

Меня зовут Евгений, и я велосипедист, вот уже более 15 лет занимаюсь велоспортом и попробовал разные дисциплины bmx, mtb, downhill и другие. Свой первый велосипед «школьник», я сломал пополам при попытке преодолеть земное притяжение. Мне хотелось бы заинтересовать вас своим сайтом и рассказать о тонкостях велосипедной индустрии, что бы вы стали профессионалами!